„Appinit“ – Versionsunterschied

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'''Appinit''' ist ein [[Amphibol]]-reiches [[plutonisches Gestein]] mit recht hoher [[Geochemie|geochemischer Variabilität]] und wird als Gesteinsserie aufgefasst. Diese reicht von [[Hornblendit]]en über [[Diorit|Meladiorite]] und Diorite hin zu [[Granodiorit]] und [[Granit]].
'''Appinit''' ist ein [[Amphibol]]-reiches [[plutonisches Gestein]] mit recht hoher [[Geochemie|geochemischer Variabilität]] und wird als Gesteinsserie aufgefasst. Diese reicht von [[Hornblendit]]en über [[Diorit|Meladiorite]] und Diorite hin zu [[Granodiorit]] und [[Granit]]. Appinite sind aus ungewöhnlich [[wasser]]reichen [[Magma|Magmen]] entstanden. Dennoch treten sie in sehr verschiedenen geologischen Milieus auf. Ihre Quellregion befindet sich im [[Erdmantel]], der vor seinem Aufschmelzen von Fluiden und anderen Magmen [[Metasomatose|metasomatisch]] bzw. geochemisch verändert worden war.


== Etymologie ==
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== Einführung ==
== Einführung ==
Appinite, oft synonym für Hornblende-Diorite, bilden eine gleichaltrige Gesteinsserie ([[Englische Sprache|Englisch]] ''suite'') von plutonischen und/oder [[Kryptovulkanismus|hypabyssalen]] magmatischen Gesteinen mit weit gestreuten Zusammensetzungen. Diese reichen von [[Ultramafisches Gestein|ultramafischen]] bis hin zu [[Felsit|felsischen Gesteinen]]. Charakterisiert werden sie durch [[idiomorph]]e Hornblende als dem dominanten mafischen [[Mineral]] – und zwar in allen Lithologien. Hornblende tritt sowohl als große, [[Prisma (Geometrie)|prismatische]] [[Phänokristall]]e in Erscheinung, findet sich aber auch in der feinkörnigeren [[Grundmasse]]. In ihrer [[Geochemie|geochemischen Zusammensetzung]] ähneln Appinite den [[Shoshonit]]en, aber auch [[Andesit]]en mit hohen Magnesiumgehalten, [[Sanukit]]en und [[Adakit]]en.
Appinite, oft synonym für Hornblende-Diorite, bilden eine gleichaltrige Gesteinsserie ([[Englische Sprache|Englisch]] ''suite'') von plutonischen und/oder [[Kryptovulkanismus|hypabyssalen]] magmatischen Gesteinen mit weit gestreuten Zusammensetzungen. Diese reichen von [[Ultramafisches Gestein|ultramafischen]] bis hin zu [[Felsit|felsischen Gesteinen]]. Charakterisiert werden sie durch [[idiomorph]]e Hornblende als dem dominanten mafischen [[Mineral]] – und zwar in allen Lithologien. Hornblende tritt sowohl als große, [[Prisma (Geometrie)|prismatische]] [[Phänokristall]]e in Erscheinung, findet sich aber auch in der feinkörnigeren [[Grundmasse]].



Darüber hinaus besitzen Appinite erstaunlich unterschiedliche Gefüge – darunter planare und lineare magmatische Gefüge. Sie zeigen aber auch mafische [[Pegmatit]]e und ein weitverbreitetes Vermischen (engl. ''mixing'') und gegenseitiges Durchdringen (engl. ''mingling'') zwischen zeitgleichen Magmentypen mafischer und felsischer Zusammensetzungen sowie unterschiedlich starke Verunreinigungen durch Nebengesteine.
Darüber hinaus besitzen Appinite erstaunlich unterschiedliche Gefüge – darunter planare und lineare magmatische Gefüge. Sie zeigen aber auch mafische [[Pegmatit]]e und ein weitverbreitetes Vermischen (engl. ''mixing'') und gegenseitiges Durchdringen (engl. ''mingling'') zwischen zeitgleichen Magmentypen mafischer und felsischer Zusammensetzungen sowie unterschiedlich starke Verunreinigungen durch Nebengesteine.
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Appinite haben unter ihren Mafiten hohe Konzentrationen an [[Nickel]] (98 bis 288 [[Parts per million|ppm]]), [[Chrom]] (100 bis 680 ppm), [[Strontium]] (415 bis 813 ppm), [[Barium]] (253 bis 528 ppm) und [[Vanadium]] (179 bis 462 ppm). Erhöhte Werte zeigen auch die [[LILE]] und die [[Metalle der Seltenen Erden|LREE]], die [[Metalle der Seltenen Erden|HREE]] sind jedoch abgereichert. Die hohen Konzentrationen von Mg, Ni, Cr und Ba verweisen auf eine Mantelquellregion.<ref>{{Literatur |Autor=M. P. Atherton und A. A. Ghani|Titel=Slab breakoff: a model for Caledonian, Late Granite syn-collisional magmatism in the orthotectonic (metamorphic) zone of Scotland and Donegal, Ireland|Sammelwerk=Lithos|Band=v. 62|Seiten=65–85|Datum=2002|DOI=10.1016/S0024-4937(02)00111-1}}</ref> [[Yttrium]] ist recht niedrig (17 bis 30 ppm) und eine [[Europium]]anomalie ist so gut wie nicht zu erkennen.
Appinite haben unter ihren Mafiten hohe Konzentrationen an [[Nickel]] (98 bis 288 [[Parts per million|ppm]]), [[Chrom]] (100 bis 680 ppm), [[Strontium]] (415 bis 813 ppm), [[Barium]] (253 bis 528 ppm) und [[Vanadium]] (179 bis 462 ppm). Erhöhte Werte zeigen auch die [[LILE]] und die [[Metalle der Seltenen Erden|LREE]], die [[Metalle der Seltenen Erden|HREE]] sind jedoch abgereichert. Die hohen Konzentrationen von Mg, Ni, Cr und Ba verweisen auf eine Mantelquellregion.<ref>{{Literatur |Autor=M. P. Atherton und A. A. Ghani|Titel=Slab breakoff: a model for Caledonian, Late Granite syn-collisional magmatism in the orthotectonic (metamorphic) zone of Scotland and Donegal, Ireland|Sammelwerk=Lithos|Band=v. 62|Seiten=65–85|Datum=2002|DOI=10.1016/S0024-4937(02)00111-1}}</ref> [[Yttrium]] ist recht niedrig (17 bis 30 ppm) und eine [[Europium]]anomalie ist so gut wie nicht zu erkennen.

=== Geochemie ===
In ihrer [[Geochemie|geochemischen Zusammensetzung]] mit kalkalkalischen und shoshonitischen Affinitäten ähneln Appinite den [[Shoshonit]]en, shoshonitischen [[Lamprophyr]]en,<ref>{{Literatur |Autor=N. M. S. Rock|Titel=Lamprophyres|Datum=1991|Verlag =Springer|Ort=New York|DOI=10.1007/978-1-4757-0929-2}}</ref> aber auch [[Andesit]]en mit hohen Magnesiumgehalten,<ref>{{Literatur |Autor=M. Tiepolo, R. Tribuzio und A. Langone|Titel=Crystallization and Ultramafic Crust Assimilation: Evidence from Adamello Hornblendites (Central Alps, Italy)|Sammelwerk=Journal of Petrology|Band=Volume 52 Number 5|Seiten=1011–1045|Datum=2011|DOI=10.1093/petrology/egr016}}</ref> [[Sanukit]]en, [[Adakit]]en und [[Tonalit]]en, [[Trondhjemit]]en und Granodioriten der [[TTG-Komplex|TTG-Serie]]. Die TTG-Serie erscheint vor allem im späten [[Archaikum]] und im frühen [[Paläoproterozoikum]].<ref>{{Literatur |Autor=R. A. Stern, G. N. Hanson und S. B. Shirey|Titel=Petrogenesis of mantle-derived, LILE-enriched Archean monzodiorites and trachyandesites (sanukitoids) in southwestern Superior Province|Sammelwerk=Canadian Journal of Earth Sciences|Band=26|Seiten=1688–1712|Datum=1989}}</ref>


== Entstehung ==
== Entstehung ==
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* {{Literatur |Autor=J. Brendan Murphy|Titel=Appinite suites and their genetic relationship with coeval voluminous granitoid batholiths|Sammelwerk=International Geology Review|Band=v. 62, n. 6|Seiten=683–713|Datum=2020|DOI=10.1080/00206814.2019.1630859}}
* {{Literatur |Autor=J. Brendan Murphy|Titel=Appinite suites and their genetic relationship with coeval voluminous granitoid batholiths|Sammelwerk=International Geology Review|Band=v. 62, n. 6|Seiten=683–713|Datum=2020|DOI=10.1080/00206814.2019.1630859}}
* {{Literatur |Autor=J. Brendan Murphy, William J. Collins und Donnelly B. Archibald|Titel=Logan Medallist 7. Appinite Complexes, Granitoid Batholiths and Crustal Growth: A Conceptual Model.|Sammelwerk=Geoscience Canada|Band=Volume 49|Seiten=237–249|Datum=2022|DOI=10.12789/geocanj.2022.49.191}}
* {{Literatur |Autor=J. Brendan Murphy, William J. Collins und Donnelly B. Archibald|Titel=Logan Medallist 7. Appinite Complexes, Granitoid Batholiths and Crustal Growth: A Conceptual Model.|Sammelwerk=Geoscience Canada|Band=Volume 49|Seiten=237–249|Datum=2022|DOI=10.12789/geocanj.2022.49.191}}
* {{Literatur |Autor=Wallace Spencer Pitcher|Titel=The nature and origin of granite|Datum=1997|Verlag=Chapman and Hall|ISBN=0-412-75860-1}}
* {{Literatur |Autor=Timothy Roderick Yarr|Titel=A petrological study of the appinite suite associated with the Ardara Pluton, Co. Donegal, Ireland|Sammelwerk=Doktorarbeit|Verlag=University of St Andrews|Datum=1991}}
* {{Literatur |Autor=Timothy Roderick Yarr|Titel=A petrological study of the appinite suite associated with the Ardara Pluton, Co. Donegal, Ireland|Sammelwerk=Doktorarbeit|Verlag=University of St Andrews|Datum=1991}}


Version vom 28. Oktober 2023, 17:08 Uhr

Appinit ist ein Amphibol-reiches plutonisches Gestein mit recht hoher geochemischer Variabilität und wird als Gesteinsserie aufgefasst. Diese reicht von Hornblenditen über Meladiorite und Diorite hin zu Granodiorit und Granit. Appinite sind aus ungewöhnlich wasserreichen Magmen entstanden. Dennoch treten sie in sehr verschiedenen geologischen Milieus auf. Ihre Quellregion befindet sich im Erdmantel, der vor seinem Aufschmelzen von Fluiden und anderen Magmen metasomatisch bzw. geochemisch verändert worden war.

Etymologie

Landschaft bei Appin der Typlokalität

Der Name Appinit stammt von seiner Typlokalität Appin bei Ballachulish in Schottland. Appin wird in der Schottisch-gälischen Sprache als An Appain bezeichnet. Appain leitet sich seinerseits vom Mittelirischen apdain bzw. dem Altirischen aibit ab – mit der Bedeutung Abtei. Gemeint ist hier die ehemalige Abtei auf der gegenüber liegenden Insel Lismore.

Definition

Bailey und Maufe (1916) definieren Appinit als ein mittel- bis grobkörniges, meso- bis melanokratisches plutonisches Gestein, das sich durch auffällige Hornblendekristalle auszeichnet, welche in eine Grundmasse aus Oligoklas-Andesin und/oder Orthoklas eingebettet sind. Quarz kann vorhanden sein, kann aber auch fehlen. Appinit ist ein plutonisches Äquivalent von Vogesit und Spessartit – beides Lamprophyre.[1]

Einführung

Appinite, oft synonym für Hornblende-Diorite, bilden eine gleichaltrige Gesteinsserie (Englisch suite) von plutonischen und/oder hypabyssalen magmatischen Gesteinen mit weit gestreuten Zusammensetzungen. Diese reichen von ultramafischen bis hin zu felsischen Gesteinen. Charakterisiert werden sie durch idiomorphe Hornblende als dem dominanten mafischen Mineral – und zwar in allen Lithologien. Hornblende tritt sowohl als große, prismatische Phänokristalle in Erscheinung, findet sich aber auch in der feinkörnigeren Grundmasse.


Darüber hinaus besitzen Appinite erstaunlich unterschiedliche Gefüge – darunter planare und lineare magmatische Gefüge. Sie zeigen aber auch mafische Pegmatite und ein weitverbreitetes Vermischen (engl. mixing) und gegenseitiges Durchdringen (engl. mingling) zwischen zeitgleichen Magmentypen mafischer und felsischer Zusammensetzungen sowie unterschiedlich starke Verunreinigungen durch Nebengesteine.

Die meisten Appinite besitzen bei ihrer Auskristallisierung eine bedeutende Gasphase. Dies deutet auf eine Kristallisation in einem anomal wasserreichen Magma, das offensichtlich Mantelkomponenten und auch meteorische Komponenten besitzt.[2] Die Appinitserie bietet somit eine einzigartige Gelegenheit, die Auswirkungen von Wasser auf Erzeugung, Platznahme und Kristallisationsgeschichte mafischer bis felsischer Magmen zu untersuchen.

Appinitintrusionen zeigen eine breite Bandbreite von unterschiedlichen Plutonitkörpern und unterschiedlichen Platznahmemechanismen. Die meisten Appinite gehen Granitintrusionen voran oder sind zeitgleich mit diesen – sehr schön zu erkennen am Ardara-Pluton. Ihre Platznahme wird meist tektonisch gesteuert – wobei bedeutende Scherzonen das potentielle Aufsteigen des Magmas erleichtern.[3]

Auftreten

Appinite treten gewöhnlich als relativ kleine, flache, krustale Intrusionskörper mit einem Durchmesser unterhalb von 2 Kilometer auf – wie beispielsweise die definierenden Appinite Schottlands. Sie dringen an der Peripherie von Granitplutonen auf und liegen meist in der Nähe größerer und tiefreichender Krustenstörungen, die sie für ihren Aufstieg benutzen. Oft werden Appinitintrusionen mit Subduktion, Granitbildung und Abbrechen der Subduktion in Verbindung gebracht – so auch die Appinite Schottlands, die erst nach der Schließung des Iapetus (mit Terrankollision zwischen dem südwärtigen Kontinentalrand Laurentias und Ost-Avalonia) und vermutetem Ende der Subduktion entstanden waren.

Neuere geochronologische Studien zeigen jedoch, dass die Beziehung zwischen Appinit, Granitmagmatismus und Subduktion einen recht langwierigen Prozess darstellt.

Es wird weiter vermutet, dass die mafische Komponente von Appiniten sich erst nach Abbrechen der subduzierenden Platte bilden konnte, da in den entstandenen Riss Asthenosphärenmaterial nachdrang. Die durch diese Wärmezufuhr gebildeten Magmen haben sowohl juvenile Komponenten als auch Komponenten des subkontinentalen Lithosphärenmantels und zeigen außerdem Affinitäten zu Shoshoniten. Die felsischen Komponenten umfassen große Batholithen mit vorwiegend fraktionierter Kristallisation als verantwortlichen petrogenetischen Prozess.

Vorkommen und Alter

Colonsay – die Kiloran Bay von Westen mit zwei kleinen Appinitvorkommen auf der Nordseite der Bucht

Appinite zeigen ein vielseitiges Vorkommen sowohl räumlich als auch zeitlich. Sie finden sich ab dem Neoarchaikum und dauern bis auf den heutigen Tag. Die neoarchaischen Appinite stehen mit gleichaltrigen Sanukiten in genetischem Zusammenhang – was oft als Anzeichen für eine bereits damals bestehende Plattentektonik herangezogen wird.

Neben der Typlokalität in den Kaledoniden Schottlands (im Central Highlands Terrane bzw. Grampian Terrane) erscheinen Appinite auch in Irland am Donegal-Batholith – insbesondere am Ardara-Pluton – aber auch am Leinster-Granit[4] und am Galway-Granitbatholith[5] All diese Appinite haben silurisches Alter. Weitere Vorkommen in Schottland finden sich in der Gegend des Loch Lomond, auf Colonsay und im zentralen Sutherland, das bereits zum Northern Highlands Terrane gehört.

Ältere Appinite sind aus Kanada bekannt, z. B. aus dem spät neoproterozoischen Avalon-Terran in Nova Scotia.[6] Affinitäten zu Appiniten zeigt auch der Wamsutta Diorite in den White Mountains von New Hampshire. Der Diorit gehört jedoch bereits zur Akadischen Orogenese und ist 408 Millionen Jahre alt.[7]

Jüngere Appinite aus dem Karbon finden sich in den Varisziden im Nordwesten Spaniens bei Puebla de Sanabria.[8]

In Asien sind Vorkommen aus China und Tibet bekannt. In China erscheinen Appinite im Oberen Ordovizium im 459 bis 452 Millionen Jahre alten Datong-Pluton des westlichen Kunluns[9] und im triassischen Laocheng-Pluton des Qinling-Orogens.[10] Weitere Vorkommen in China werden im Oberperm vom Nordrand des Nordchinakratons gemeldet (nordwestliches Liaoning), sowie in der Trias aus Heilongjiang (Duobaoshan – ebenfalls Nordchinakraton). In Tibet sind Appinit-Kumulate im Himalaya mit dem Gangdese-Batholith des Lhasa-Terrans assoziiert. Die Appinite besitzen hier obertriassisches Alter und sind 220 bis 213 Millionen Jahre alt.[11]

Ein sehr junges Beispiel sind die Appinite des Baneh-Plutons des Zagros aus dem Iran, die etwa 40 Millionen Jahre alt sind und aus dem Eozän stammen.[12]

Petrologie

Der SiO2-Gehalt der Appinitserie schwankt gewöhnlich zwischen 42 und 61 Gewichtsprozent, d. h. die Gesteine sind ultramafisch, mafisch bis intermediär in ihrer geochemischen Zusammensetzung. Felsische Endglieder können jedoch bis zu 72,1 Gewichtsprozent erreichen. Dies entspricht petrologisch den Gesteinstypen Cortlandtit (ein Melagabbro), Hornblendit, Hornblende-Diorit, Meladiorit und Diorit, im felsischen Bereich Granodiorit bis Granit.

Ihre Al2O3-Werte schwanken zwischen 13 und 22 Gewichtsprozent. Appinite sind metaluminos mit A/NK > 1 und A/CNK < 1. Die MgO-Werte bewegen sich zwischen 5 und 16 Gewichtsprozent. Ihre Magnesiumzahlen betragen in der Regel 0,22 bis 0,57. Appinite sind Magnesium-betonte Gesteine, da ihr Verhältnis SiO2 gegenüber Fe2O3tot/(Fe2O3tot + MgO) unterhalb von 0,66 zu liegen kommt. Ihr Magnesium-Gehalt ist höher, als es das Aufschmelzen von Metabasalten erwarten lässt und nähert sich Sanukiten moderner Inselbögen. Der K2O-Gehalt reicht von 0,5 bis 4,0 Gewichtsprozent, sie sind somit vorwiegend Mittel-K kalkalkalisch und Hoch-K kalkalkalisch. Sehr differenzierte Proben reichen sogar noch in das shoshonitische Feld hinein. Hingegen stellt der extrem wenig differenzierte Kilrean-Appinit von Ardara mit seinem extrem niedrigen Wert von 0,3 Gewichtsprozent K2O einen Inselbogentholeiit dar. Ihr Verhältnis Na2O/K2O ist recht hoch und ähnelt Adakiten des Känozoikums, welche durch das Aufschmelzen subduzierter ozeanischer Kruste entstanden sind.

Im TAS-Diagramm plotten sie hauptsächlich als geochemische Äquivalente von Basalt, basaltischem Andesit und Andesit, es werden aber auch Basanit, Trachybasalt, basaltischer Trachyandesit und Trachyandesit angetroffen.

Die Hauptelemente von zwei Beispielen des Ardara-Plutons, vom Appinit Colonsays und von zwei Analysen des Laocheng-Appinits verteilen sich wie folgt:

Oxid
Gew. %		 Appinit Meenalargan Appinit Narin-Portnoo Appinit Colonsay Laocheng-Appinit 1 Laocheng-Appinit 2 Lamprophyr Narin-Portnoo
SiO2 48,90 50,20 52,30 46,55 50,44 49,37
TiO2 1,65 1,00 0,72 2,33 0,73 3,15
Al2O3 15,51 14,30 15,23 15,59 12,18 13,42
Fe2O3tot 9,18 7,70 7,59 11,48 8,31 14,29
MnO 0,13 0,10 0,14 0,15 0,13 0,23
MgO 9,10 7,90 5,77 7,62 10,58 5,64
CaO 9,96 11,80 7,85 8,16 13,15 9,90
Na2O 2,60 2,80 2,16 3,61 1,89 2,57
K2O 1,20 1,00 3,00 2,37 0,91 0,51
P2O5 0,37 0,30 1,11 0,76 0,17 0,36
LOI 2,20 2,40 1,85 1,73 1,58 0,56
Mg# 0,35 0,41 0,62 0,60 0,74 0,46
Al/K+Na 2,79 2,51 2,24 1,83 2,97 2,81
Al/K+Na+Ca 0,66 0,53 0,72 0,67 0,43 0,59

Zum Vergleich auch noch die Zusammensetzung des Lamprophyrs von Narin-Portnoo.

Folgende Spurenelemente wurden hierzu analysiert:

Spurenelemente
ppm		 Appinit Meenalargan Appinit Narin-Portnoo Laocheng-Appinit 1 Laocheng-Appinit 2
Pb – 11,0 4,90 4,94
Ni 95 35 127 125
Cr – – 650 677
V 271 230 193 194
Zr 76 62 72,2 69,1
Y 30,0 18,0 17,1 17,5
Sr 813 415 635 596
Ba 336 – 347 332
Rb 37,0 31,0 58,6 38,7
Nb 4,0 4,0 4,17 4,21

Appinite haben unter ihren Mafiten hohe Konzentrationen an Nickel (98 bis 288 ppm), Chrom (100 bis 680 ppm), Strontium (415 bis 813 ppm), Barium (253 bis 528 ppm) und Vanadium (179 bis 462 ppm). Erhöhte Werte zeigen auch die LILE und die LREE, die HREE sind jedoch abgereichert. Die hohen Konzentrationen von Mg, Ni, Cr und Ba verweisen auf eine Mantelquellregion.[13] Yttrium ist recht niedrig (17 bis 30 ppm) und eine Europiumanomalie ist so gut wie nicht zu erkennen.

Geochemie

In ihrer geochemischen Zusammensetzung mit kalkalkalischen und shoshonitischen Affinitäten ähneln Appinite den Shoshoniten, shoshonitischen Lamprophyren,[14] aber auch Andesiten mit hohen Magnesiumgehalten,[15] Sanukiten, Adakiten und Tonaliten, Trondhjemiten und Granodioriten der TTG-Serie. Die TTG-Serie erscheint vor allem im späten Archaikum und im frühen Paläoproterozoikum.[16]

Entstehung

Die Appinite im Westen Schottlands und im Nordwesten Irlands waren aus einem Gasphase-reichen basaltischem Magma hervorgegangen. Die Vorkommen bei Ballachulish gehören zum Hoch-K kalkalkalischen Typus und entwickelten sich in Richtung Kontinentalisierung. Die Ardara-Appinite zeigen Übergänge zwischen kalkalkalischem und tholeiitischem Typus mit Entwicklung zum Inselbogentypus. Die Vorkommen am Loch Lomond sind normal kalkalkalisch und situieren sich in ihrer Entwicklung zwischen den anderen beiden Typen.

Bei den Ballachulish-Appiniten erscheint Olivin auf dem Liquidus bei etwa 70 bis 80 Kilometer Tiefe. Sie stiegen sodann in höhere Krustenbereiche auf. Ihr Aufstieg wurde aber durch strukturelle Komplikationen der gefalteten Dalradian Supergroup behindert. Die restliche Kristallisierung erfolgte dann unter abnehmenden Temperaturbedingungen und unter sehr variablen Gasdrucken, die auf explosive Vorgänge in subvulkanischen Röhren zurückzuführen sind.

Nach Olivin kristallierten sodann Klinopyroxen, Amphibol, Glimmer und Plagioklas – was eine progressive Gesteinsentwicklung von ultramafischen hin zu felsischen Zusammensetzungen bewirkte.[17]

Mit steigendem Wasserdruck im Magma dehnt sich jedoch – so zeigen untermauernde experimentelle und auch theoretische Studien – das Stabilitätsfeld von Hornblende auf Kosten von Olivin und Klinoyroxen aus. Für Appinite charakteristische Gefüge lassen auf ein rapides Kristallwachstum schließen. Sie stützen ferner die in Experimenten gefundene Reduzierung der Viskosität der Schmelzen, wodurch Ionen leichter zu den Orten des Mineralwachstums gelangen können.

Quellregion

Die generelle Entstehungstiefe von Appiniten wird mit einem Tiefenbereich von 15 bis 40 Kilometer angegeben.

Die wasserhaltigen, basaltischen Appinitmagmen sind wahrscheinlich Absonderungen von unterschobenen (engl. underplating), unterschiedlich fraktionierten mafischen Quellen, die im Verlauf eines längeren Subduktionsvorgangs oberhalb des subkontinentalen Lithosphärenmantels (engl. SCLM – Subcontinental Lithospheric Mantle) in der Nähe der MOHO Platz genommen hatten und dadurch in der darüberliegenden MASH-Zone (engl. Melting, Assimilation, Storage and Homogenisation) durch partielles Aufschmelzen sehr volumenreiches granitisches Magma generierten.

Es wird angenommen, dass wasserhaltiges mafisches Magma gegen Ende der Subduktion aus dem unterschobenen Bereich aufstieg und in mittleren bis oberen Krustenbereichen bis zu einer Obergrenze von maximal 15 Kilometer Tiefe (entsprechend einem Tiefenbereich von 3 bis 6 Kilobar bzw. 0,3 bis 0,6 Gigapascal Druck) akkumulierte, sich dort differenzierte und dann unter wassergesättigten Bedingungen kristallisierte.

Das granitische Magma war seinerseits pulsartig aufgedrungen und benutzte hierbei Gesteinsstrukturen im Wirtsgestein, welche gegenüber dem herrschenden Spannungsfeld aufstiegserleichternd angeordnet waren. Später nachfolgendes mafisches Magma wurde jedoch durch die strukturell überlagernden granitischen Magmenkörper, die als rheologische Barrieren wirkten, in seinem Aufstieg behindert. Die Magmen der Appinitkörper konnten aber dennoch diese rheologischen Barrieren umgehen, indem sie tiefgehende Krustenstörungen am Rande der Granitoide als Aufstiegswege benutzten. Gemäß diesem Modell stellen Appinite eine direkte Verbindung zur mafischen Unterschiebung her. Ferner ermöglichen ihre mafischen Endglieder einen Einblick in die Entstehungsweise granitischer Batholithen und ganz allgemein in das Krustenwachstum von Inselbogensystemen.

Aufschmelzen

Der Schmelzvorgang war durch Aufdringen von Asthenosphärenmaterial ausgelöst worden, wobei entweder der Subduktionskeil abgebrochen war (engl. slab breakoff nach einer Terran- oder Kontinentalkollision) oder sich darin eine fensterartige Lücke (engl. slab window) aufgetan hatte. Letzterer Fall findet sich an Stellen, an denen ein ozeanischer Rücken mit einer Subduktionszone kollidiert. Mafisches Appinitmagma kann eine juvenile Komponente enthalten. Neodymisotopen belegen aber, dass zusätzlich noch eine SCLM (subkontinentale Mantelkomponente) beteiligt war, welche sehr oft zuvor von Flüssigkeiten und Magmen metasomatisiert worden war. Während des Subduktionsvorgangs wurde diese Mantelkomponente dann zusätzlich noch von weiteren Mafiten unterschoben. Die Zusammensetzung des mafischen Ausgangsmagmas kann daher zwischen verschiedenen Appiniten durchaus variieren. Mehrere Appinitserien haben kalkalkalische oder tholeiitische Affinitäten und unterscheiden sich daher vom shoshonitischen Charakter der Typlokalität. Überdies hatte sich bei mehreren Appinitkomplexen deren felsisches Magma durch krustales Aufschmelzen gebildet – und nicht durch fraktionierte Kristallisation.

Literatur

  • S. Hamidullah: Petrogenetic studies of the appinite suite of western Scotland. In: Doktorarbeit. University of Glasgow, 1983.
  • J. Brendan Murphy: Appinite suites: A record of the role of water in the genesis, transport, emplacement and crystallization of magma. In: Earth-Science Reviews. v. 119, 2013, S. 35–59, doi:10.1016/j.earscirev.2013.02.002.
  • J. Brendan Murphy, R. Damian Nance, Logan B. Gabler, Alexandra Martell und Douglas A. Archibald: Age, Geochemistry and Origin of the Ardara Appinite Plutons, Northwest Donegal, Ireland. In: Geoscience Canada. Band 46(1), 2019, S. 31–48, doi:10.12789/geocanj.2019.46.144.
  • J. Brendan Murphy: Appinite suites and their genetic relationship with coeval voluminous granitoid batholiths. In: International Geology Review. v. 62, n. 6, 2020, S. 683–713, doi:10.1080/00206814.2019.1630859.
  • J. Brendan Murphy, William J. Collins und Donnelly B. Archibald: Logan Medallist 7. Appinite Complexes, Granitoid Batholiths and Crustal Growth: A Conceptual Model. In: Geoscience Canada. Volume 49, 2022, S. 237–249, doi:10.12789/geocanj.2022.49.191.
  • Wallace Spencer Pitcher: The nature and origin of granite. Chapman and Hall, 1997, ISBN 0-412-75860-1.
  • Timothy Roderick Yarr: A petrological study of the appinite suite associated with the Ardara Pluton, Co. Donegal, Ireland. In: Doktorarbeit. University of St Andrews, 1991.

Einzelnachweise

  1. ↑ E. B. Bailey und H. B. Maufe: The geology of Ben Nevis and Glen Coe, and the surrounding country. In: Memoirs. Sheet 53. Geological Survey of Scotland, Edinburgh 1916, S. 1–247.
  2. ↑ J. Brendan Murphy, William J. Collins und Donnelly B. Archibald: Logan Medallist 7. Appinite Complexes, Granitoid Batholiths and Crustal Growth: A Conceptual Model. In: Geoscience Canada. Volume 49, 2022, S. 237–249, doi:10.12789/geocanj.2022.49.191.
  3. ↑ Timothy Roderick Yarr: A petrological study of the appinite suite associated with the Ardara Pluton, Co. Donegal, Ireland. In: Doktorarbeit. University of St Andrews, 1991.
  4. ↑ J. C. Brindley: Appinitic intrusions associated with the Leinster Granite. In: Proceedings of the Royal Irish Academy. Section B: Biological, Geological, and Chemical Science. Vol. 70, 1970, S. 93–104.
  5. ↑ Bernard Elgey Leake: Stoping and the mechanisms of emplacement of the granites in the Western Ring Complex of the Galway granite batholith, western Ireland. In: Earth and Environmental Science Transactions of the Royal Society of Edinburgh. Band 102, 2011, S. 1–16, doi:10.1017/S175569101100911X.
  6. ↑ Georgia Pe-Piper, David J. W. Piper, and Basilios Tsikouras: The late Neoproterozoic Frog Lake hornblende gabbro pluton, Avalon Terrane of Nova Scotia: evidence for the origins of appinites. In: Canadian Journal of Earth Sciences. Volume 47, 2010, S. 103–120, doi:10.1139/E09-077.
  7. ↑ Michael J. Dorais: the petrogenesis and tectonic setting of the New Hampshire Plutonic Suite: towards a more comprehensive model for the magmatism of the Acadian Orogen. In: American Journal of Science. vol. 322, march, 2022, 2022, S. 493–531, doi:10.2475/03.2022.03.
  8. ↑ Antonio Castro u. a.: The Appinite-Migmatite Complex of Sanabria, NW Iberian Massif, Spain. In: Journal of Petrology. Volume 44, Number 7, 2003, S. 1309–1344.
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